Как зарядить аккумулятор 18650 с помощью зарядного устройства для телефона?

Многие задаются вопросом, можно ли использовать зарядное устройство для телефона для зарядки аккумулятора 18650.

Ответ зависит от того, что подразумевается под «использованием зарядного устройства для телефона». Зарядное устройство для телефона часто может обеспечивать питанием подходящую USB-схему зарядки. Однако само зарядное устройство не является автоматически безопасным зарядным устройством для голого элемента 18650.

Зарядное устройство для телефона обычно действует как внешний адаптер питания. Он может обеспечивать выход USB, например 5 В, или согласовывать более высокий выход через протокол быстрой зарядки. Аккумулятору 18650 по-прежнему требуется схема зарядки, которая контролирует напряжение на стороне аккумулятора, ток и прекращение заряда.

Правильная система обычно следующая:

зарядное устройство для телефона → USB-кабель → литий-ионная схема зарядки → аккумулятор 18650.

Неправильный подход:

Зарядное устройство для телефона → USB-кабель → Голая ячейка 18650.

Второе устройство не обеспечивает управление, необходимое для литий-ионной батареи, и его не следует использовать.

Руководство ЦЕРНЕ по безопасная зарядка аккумулятора 18650 объясняет общие требования к зарядке. В этой статье основное внимание уделяется совместимости зарядных устройств для телефонов, выбору USB-входа и конструкции OEM-системы зарядки.

Быстрый ответ: можете ли вы зарядить аккумулятор 18650 с помощью зарядного устройства для телефона?

Да, зарядное устройство телефона можно использовать в качестве источника питания для подходящей системы зарядки 18650.

Его нельзя подключать напрямую к голому элементу 18650.

Прежде чем использовать зарядное устройство для телефона, подтвердите:

• химический состав батареи;

• является ли аккумулятор одноэлементным, пакетом 1S или многоэлементным;

• необходимое напряжение полного заряда;

• разрешенный зарядный ток;

• входное напряжение USB, поддерживаемое схемой зарядки;

• совместимость BMS или схемы защиты;

• состояние аккумулятора;

• имеет ли продукт специальный порт для зарядки.

Зарядное устройство для телефона подойдет только в том случае, если:

1. Аккумулятор имеет совместимую схему зарядки.

2. Схема зарядки рассчитана на конфигурацию аккумулятора.

3. USB-кабель и разъем могут обеспечить необходимый входной сигнал.

4. Выход зарядного устройства находится в пределах входного диапазона системы зарядки.

5. Вся система была проверена на предмет температурных и защитных характеристик.

Не подключайте ячейку 18650 напрямую к:

• зарядное устройство для телефона;

• USB-кабель;

• адаптер USB-C;

• адаптер быстрой зарядки;

• USB-порт компьютера;

• импровизированное проводное соединение.

1. Зарядное устройство для телефона — это источник питания, а не зарядное устройство для аккумулятора.

Зарядное устройство для телефона предназначено для подачи питания на электронное устройство. Он не обязательно знает аккумулятор:

• химия;

• состояние заряда;

• зарядное напряжение;

• зарядный ток;

• температура;

• статус защиты;

• состояние прекращения заряда.

Литий-ионная схема зарядки отвечает за преобразование выходного сигнала зарядного устройства телефона в контролируемый процесс зарядки аккумулятора.

В зависимости от конструкции схема зарядки может управлять:

• регулирование входного напряжения;

• ограничение входного тока;

• зарядка постоянным током;

• зарядка постоянным напряжением;

• прекращение заряда;

• мониторинг температуры;

• обнаружение неисправностей;

• координация защиты аккумулятора.

Это означает, что зарядное устройство телефона может питать плату зарядки, но не заменяет ее.

Это различие важно, поскольку зарядные устройства для телефонов могут иметь очень разные номиналы. Зарядное устройство с маркировкой 5 В/2 А, 9 В/2 А или 20 Вт не означает, что подключенный элемент 18650 должен получать эти значения напрямую.

2. Проверьте, является ли батарея одноэлементной или аккумуляторной батареей.

На физической этикетке «18650» недостаточно информации для выбора зарядного устройства.

Аккумулятор 18650 может быть:

• одна свободная цилиндрическая ячейка;

• одна защищенная ячейка;

• аккумуляторный блок 1S;

• несколько ячеек, соединенных параллельно;

• пакет 2S, 3S или более высокой серии;

• готовый аккумуляторный блок со встроенной BMS;

• аккумулятор, установленный внутри устройства со встроенной схемой зарядки.

Одноэлементная литий-ионная схема зарядки предназначена для одного элемента или совместимой конфигурации 1S. Его не следует использовать непосредственно с пакетом серии с несколькими ячейками.

Для упаковки 2S, 3S или более система зарядки должна соответствовать:

• количество серий;

• общее напряжение полного заряда;

• БМС;

• балансирующие требования;

• зарядный ток;

• разъем для зарядки;

• этап преобразования входной мощности.

Зарядное устройство для телефона можно использовать в качестве источника питания для многоэлементного зарядного устройства, но вся система должна быть рассчитана на аккумулятор. Зарядное устройство телефона само по себе не определяет правильное напряжение зарядки аккумулятора.

3. Проверьте химический состав батареи.

Формат 18650 описывает физические размеры цилиндрической ячейки. Это не гарантирует, что каждая ячейка 18650 использует один и тот же химический состав.

Во многих элементах 18650 используются традиционные литий-ионные батареи. В других элементах может использоваться литий-железо-фосфат или другой химический состав с другими требованиями к зарядке.

Прежде чем выбрать систему на базе зарядного устройства для телефона, подтвердите:

• химия;

• номинальное напряжение;

• максимальное зарядное напряжение;

• рекомендуемый зарядный ток;

• максимальный зарядный ток;

• температурный диапазон зарядки;

• требования защиты.

Обычный литий-ионный элемент 18650 и элемент LiFePO4 18650 не должны автоматически использовать один и тот же профиль зарядки.

Зарядное устройство следует выбирать по утвержденному паспорту элементов, а не по формату аккумулятора или внешнему виду зарядного устройства.

4. Ознакомьтесь с выходной мощностью зарядного устройства для телефона.

Наклейка с выходной мощностью на зарядном устройстве для телефона обычно описывает максимальную мощность или ток, который адаптер может обеспечить при определенном напряжении.

Общая информация может включать в себя:

• выходное напряжение;

• максимальный выходной ток;

• несколько профилей напряжения;

• выход USB-A или USB-C;

• протокол быстрой зарядки;

• номинальная мощность;

• информация о входной частоте.

Эти характеристики полезны, но они не определяют напрямую ток зарядки аккумулятора.

Например, зарядное устройство для телефона может обеспечивать больший ток, чем должен выдерживать элемент 18650. Схема зарядки должна ограничивать ток на стороне аккумулятора в соответствии со спецификациями элемента и аккумулятора.

Поэтому зарядное устройство следует оценивать в два этапа:

Зарядное устройство для телефона с более высоким номиналом не обеспечивает автоматически более быструю и безопасную зарядку аккумулятора. Схема зарядки контролирует фактический процесс зарядки аккумулятора.

5. Проверьте совместимость USB-A, USB-C и быстрой зарядки.

Зарядные устройства для телефонов могут использовать выходы USB-A или USB-C.

Зарядное устройство USB-A может обеспечивать базовую регулируемую мощность, а зарядное устройство USB-C может поддерживать согласование мощности. Некоторые зарядные устройства также поддерживают системы быстрой зарядки, такие как USB Power Delivery или другие собственные протоколы.

Следует сохранить следующее различие:

USB-C — это формат разъема. Быстрая зарядка — это функция согласования входной мощности. Ни один из них не заменяет зарядное устройство для литий-ионного аккумулятора.

Для конструкции зарядки 18650 на базе USB-C системе может потребоваться:

• защита входа USB-C;

• конфигурация властных ролей;

• обнаружение раковины;

• Согласование подачи питания через USB, где это необходимо;

• защита от входного перенапряжения;

• совместимая микросхема зарядки;

• этап преобразования постоянного тока в постоянный;

• Координация BMS или PCM.

После переговоров зарядное устройство для телефона может обеспечить напряжение 9 В или более высокое. Этот вывод должен быть доставлен на подходящий входной каскад. Его не следует подключать напрямую к ячейке 18650.

Если продукт предназначен для базового USB-входа 5 В, использование адаптера быстрой зарядки не обязательно улучшит результат. Схема зарядки по-прежнему определяет, какой ток достигает батареи.

6. Сопоставьте зарядное напряжение с аккумулятором и аккумулятором.

Выходное напряжение зарядного устройства телефона и напряжение зарядки аккумулятора имеют разные характеристики.

Зарядное устройство телефона может питать входную часть системы. Затем схема зарядки регулирует напряжение на стороне аккумулятора в соответствии с:

• клеточная химия;

• количество серий;

• максимальное напряжение зарядки на элемент;

• конфигурация пакета;

• Требования к БМС.

Для обычного одноэлементного литий-ионного аккумулятора схема зарядки обычно рассчитана на указанное напряжение полной зарядки элемента. Точное значение должно быть взято из утвержденной таблицы данных ячейки.

Для последовательного блока зарядное напряжение зависит от количества ячеек, соединенных последовательно. Пакет из нескольких сот может также потребовать балансировки и мониторинга отдельных групп сот.

Полезная таблица выбора:

Зарядное устройство телефона обеспечивает только потребляемую энергию. Он не определяет, какая строка применяется.

7. Сопоставьте зарядный ток и время зарядки.

Зарядный ток влияет:

• время зарядки;

• температура ячейки;

• старение аккумулятора;

• температура разъема;

• потери в цепи зарядки;

• Требование USB-входа.

Зарядное устройство для телефона с высоким номинальным током не означает, что элемент 18650 может безопасно принимать этот ток.

Фактический зарядный ток должен быть ограничен наименьшим применимым значением из:

• спецификация зарядного тока ячейки;

• возможность параллельной группы;

• Номинальный зарядный ток BMS;

• настройка зарядки-IC;

• номинал разъема и провода;

• тепловой расчет;

• Возможность входа зарядного устройства телефона.

Базовая формула планирования такова:

Расчетное время зарядки ≈ Емкость аккумулятора (Ач) ÷ Ток зарядки на стороне аккумулятора (А) + Время снижения постоянного напряжения.

Оценка не точна, поскольку ток обычно уменьшается ближе к концу зарядки. Температура аккумулятора, возраст элемента, начальный уровень заряда и поведение BMS также могут повлиять на результат.

Выходной ток зарядного устройства телефона не следует использовать в качестве замены тока зарядки аккумулятора.

8. Проверьте систему защиты аккумулятора.

Защищенная ячейка 18650 может содержать небольшую схему защиты. Аккумуляторный блок может использовать PCM или BMS.

Эти системы могут обеспечивать:

• защита от перезаряда;

• защита от переразряда;

• защита от перегрузки по току;

• защита от короткого замыкания;

• мониторинг температуры;

• балансировка клеток;

• коммуникативные функции.

Однако защита — это не то же самое, что контроль зарядки.

BMS может отключить батарею в нештатном состоянии, но это не обязательно превращает зарядное устройство телефона в полноценное литий-ионное зарядное устройство. Зарядное устройство и BMS должны быть рассчитаны на совместную работу.

Дополнительные сведения о разнице между защищенными и незащищенными ячейками см. выбор защищенной и незащищенной батареи 18650.

Для аккумуляторной батареи OEM подтвердите:

• модель БМС;

• ограничение зарядного тока;

• предел напряжения заряда;

• конфигурация датчика температуры;

• функция балансировки;

• распиновка разъема;

• требования к общению;

• Путь заряда и разряда.

Не обходите защитную схему, если зарядное устройство телефона не начинает заряжаться. Защитная реакция может указывать на дисбаланс элементов, проблему с проводкой, аномальную температуру или повреждение аккумулятора.

9. Используйте правильный порт зарядки.

Некоторые аккумуляторные блоки 18650 имеют специальный порт для зарядки. Другие используют порт зарядки на уровне устройства, подключенный к внутренней цепи зарядки.

Зарядное устройство телефона можно подключать только к назначенному входному порту, если:

• порт предназначен для зарядки;

• поддерживается входное напряжение;

• установлена ​​цепь зарядки;

• полярность разъема правильная;

• аккумуляторная батарея находится в нормальном состоянии;

• инструкции производителя разрешают подключение.

Не думайте, что каждый USB-порт устройства может заряжать аккумулятор. USB-порт может быть предназначен только для:

• данные;

• мощность устройства;

• внешний выход;

• доступ к сервису;

• другая система напряжения.

Для OEM-устройства порт зарядки должен быть четко обозначен на электрической схеме и проверен во время тестирования системы.

10. Рассмотрите возможность зарядки во время работы устройства.

Некоторые продукты позволяют заряжать аккумулятор во время работы устройства. Это создает дополнительные требования к мощности и теплу.

Зарядное устройство телефона может обеспечивать:

зарядную мощность + рабочую мощность устройства + потери преобразования.

Если адаптер не может удовлетворить совокупную потребность, система может:

• уменьшить зарядный ток;

• войти в режим ограничения мощности;

• разрядить аккумулятор при подключении;

• перезагрузите устройство;

• защита триггерного входа;

• увеличьте температуру разъема или преобразователя.

Следует оценивать нормальную и пиковую нагрузку устройства, а не использовать только номинальную емкость аккумулятора.

Это особенно важно для:

• портативные терминалы;

• GPS-трекеры;

• умные домашние устройства;

• портативные инструменты;

• медицинская электроника;

• оборудование связи;

• продукты промышленного мониторинга.

Аккумулятор следует выбирать в соответствии с профилем мощности устройства. Процесс выбора аккумулятора 18650 для OEM-устройств обеспечивает более широкую основу для подбора напряжения, тока, емкости и упаковки.

11. Проверка всей системы зарядки.

Прежде чем утвердить дизайн 18650 на базе зарядного устройства для телефона, протестируйте всю систему, а не только телефонный адаптер.

Электрические проверки

Проверять:

• входное напряжение;

• ограничение входного тока;

• зарядное напряжение;

• зарядный ток на стороне аккумулятора;

• прекращение заряда;

• падение напряжения;

• Поведение при переподключении USB;

• статус зарядки;

• нагрузка устройства во время зарядки.

Термические проверки

Мера:

• температура батареи;

• температура зарядки IC;

• температура БМС;

• температура разъема;

• температура кабельного наконечника;

• температура корпуса.

Проверки защиты

Оцените функции, применимые к конструкции:

• защита от перезаряда;

• защита от переразряда;

• защита от перегрузки по току;

• защита от короткого замыкания;

• защита от перегрева;

• защита от перегрева при зарядке;

• реакция клеточного дисбаланса;

• коммуникативное поведение.

Эти тесты следует проводить с использованием соответствующего лабораторного оборудования и мер безопасности. Не замыкайте, не прокалывайте, не открывайте и не заряжайте батарею вручную.

Механические проверки

Осмотрите:

• сохранение USB-порта;

• зона изгиба кабеля;

• зазор разъема;

• движение батареи;

• давление корпуса;

• изоляция;

• Крепление БМС;

• прокладка кабеля;

• доступ к сервису.

Для OEM-продукта тестирование должно включать окончательное зарядное устройство для телефона, USB-кабель, схему зарядки, аккумуляторную батарею, корпус и нагрузку на устройство.

12. Когда зарядное устройство для телефона подходит для OEM-продукции?

Зарядное устройство для телефона может подойти в качестве источника входного сигнала, если:

• схема зарядки принимает его выходной сигнал;

• химический состав батареи подтвержден;

• конфигурация батареи документирована;

• ток зарядки контролируется;

• BMS и зарядное устройство совместимы;

• интерфейс USB стабилен;

• тепловой расчет прошел валидацию;

• конечный продукт прошел тестирование на уровне устройства.

Индивидуальный дизайн может быть более подходящим, если продукт требует:

• выделенный интерфейс USB-C;

• быстрая зарядка переговоров;

• зарядка во время работы;

• многоячеечный пакет 18650;

• пользовательская BMS;

• фиксированный кабель или разъем;

• связь с хост-устройством;

• компактный корпус;

• контролируемая производственная документация.

ЦЕРНЕ Аккумуляторные решения 18650 можно оценить в соответствии с требуемой конфигурацией элементов, емкостью, током и механической структурой.

13. Распространенные ошибки

Подключение зарядного устройства телефона напрямую к сотовому

Зарядное устройство для телефона не обеспечивает полный профиль зарядки аккумулятора для элемента 18650.

Выбор зарядного устройства только по мощности

Номинальная мощность адаптера 20 Вт или 30 Вт не определяет правильный зарядный ток 18650.

Предполагая, что каждое зарядное устройство USB-C совместимо

Зарядные устройства USB-C могут использовать разные профили напряжения и способы согласования. Входная цепь должна быть рассчитана на выбранное зарядное устройство.

Использование зарядной платы 1S для серийного пакета

Одноэлементное зарядное устройство не подходит для аккумуляторов серий 2S, 3S и выше.

Предполагая, что защита делает каждое соединение безопасным

Плата защиты не может исправить каждое несоответствие зарядного устройства, проводки или химического состава элементов.

Игнорирование нагрузки на устройство

Когда изделие работает во время зарядки, зарядное устройство телефона должно обеспечивать питание как устройства, так и системы зарядки аккумулятора.

Использование неизвестного или поврежденного аккумулятора

Батарею с поврежденной оберткой, вздутием, утечкой, необычным запахом, сильной деформацией или необъяснимым нагревом нельзя заряжать.

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я зарядить аккумулятор 18650 напрямую с помощью зарядного устройства для телефона?

Нет. Зарядное устройство для телефона не следует подключать напрямую к голому элементу 18650. Его можно использовать для питания совместимой схемы зарядки литий-ионных аккумуляторов.

Может ли зарядное устройство для телефона на 5 В заряжать аккумулятор 18650 на 3,7 В?

Зарядное устройство для телефона на 5 В может питать входную сторону подходящей цепи зарядки 1S. Его не следует подключать напрямую к аккумулятору.

Могу ли я использовать быстрое зарядное устройство для телефона с аккумулятором 18650?

Быстрое зарядное устройство для телефона можно использовать только в том случае, если схема зарядки поддерживает его входное поведение. Возможность быстрой зарядки не заменяет необходимое управление зарядкой литий-ионного аккумулятора.

Может ли USB-C заряжать аккумуляторную батарею 2S или 3S 18650?

USB-C может обеспечить входную мощность для подходящей многоячеечной системы зарядки. Зарядное устройство и BMS по-прежнему должны соответствовать конфигурации серии аккумулятора.

Нужна ли аккумулятору 18650 с платой защиты схема зарядного устройства?

Да. Плата защиты не обязательно обеспечивает все функции стабилизации тока, напряжения и завершения, необходимые для зарядки.

Могу ли я использовать любой USB-кабель с зарядным устройством для телефона и зарядным модулем 18650?

Кабель должен поддерживать необходимый ток, тип разъема и интерфейс зарядки. Полный кабель, зарядное устройство, модуль и аккумуляторную систему следует проверять вместе.

Может ли зарядное устройство для телефона заряжать аккумулятор 18650 внутри устройства?

Да, если устройство имеет совместимую схему зарядки и специальный вход для зарядки. Аккумуляторный блок, зарядное устройство, BMS и нагрузка на устройство должны быть проверены как одна система.

Заключение

Зарядное устройство для телефона можно использовать для обеспечения входной мощности системы зарядки 18650, но оно не является автоматически зарядным устройством для аккумулятора 18650.

Безопасная архитектура требует наличия совместимой литий-ионной цепи зарядки между зарядным устройством телефона и аккумулятором. Схема должна соответствовать химическому составу элемента, последовательной конфигурации, зарядному напряжению, зарядному току и системе защиты.

Функции USB-C и быстрой зарядки могут повысить гибкость ввода, но они не заменяют контроль зарядки со стороны аккумулятора. Для OEM-приложений окончательное зарядное устройство для телефона, кабель, цепь зарядки, BMS, аккумулятор и устройство должны быть протестированы вместе перед утверждением производства.

Если для вашего продукта требуется встроенная батарея 18650, интерфейс зарядки, система защиты или специальная конструкция упаковки, свяжитесь с ZERNE для разработки индивидуальной литиевой батареи.